工业自动化仪表及过程控制(调节器)

工业自动化仪表及过程控制(5)IndustrialAutomationInstrumentationsandProcessControlTN2第2章调节器ControllerTN3位式调节系统TN4动圈式显示调节仪表TN5连续模拟调节器PID调节器（ProportionalIntegralDerivativeControllers）usedtoautomaticallyadjustsomevariabletoholdtheprocessvariableattheset-point.偏差运算：e=x-y调节运算：p=f(e)TN6理想调节规律cKX(s)Y(s)G(s))11()(STKSGic)1()(STKSGdc)11()(STSTKsGdicPPIPDPIDTN7典型PID调节器功能框图误差运算比列运算积分运算微分运算ΣSP给定值PV过程值MV输出值eTN8PID调节器的调节参数Kc:比例系数；Ti：积分时间；Td：微分时间；TN9PID调节器的比例帶比例帶(proportionalband比例度)定义为：P＝（输入相对变化量/输出相对变化量）×100％Theproportionalbandistheinputbandoverwhichthecontrollerprovidesaproportionaloutput.%100/minmaxminmaxyypxxePTN10比例帶对单元组合仪表，输入输出量程相同，则有：PB＝1/KcTN11比例帶原理示意图TN12有源运算典型电路dtduCRudtuRCuuRRuiDfiif0001TN13比例运算电路ifVRRV0-+RRfVoViTN14积分运算电路dtVRCVi10-+RCVoViTN15有源运算典型电路dtdVCRViDf0-+RfVoViRDCDTN16无源运算典型电路dtdVTdtdVRCVVTdtVRCVVkVRRRVidiiiiici00212011TN17实际微分运算式dtdvRCvdtdvRCdtdvRCvdtdvdtdvRCvvvvdtdvRCvioioooiooicc)(0TN18实际PI运算典型电路sTKsTCCiiiMI1111Ti=RICIKi＝ACM/CI积分增益TN19实际PD运算典型电路skTsTnaddd11Td=nRDCDn=Kd:微分增益一般取5－10无源比例微分电路有源比例电路可以用来调节KcTN20实际PID运算电路框图iiddddioFTTFTTFPPsTsTPsVsVsG******,/,/)11(1)()()(TN21I/D调节器的理想和实际响应TN22实际PID调节器SKTSTKSTSTKsGddiidic1111)(实际PID调节器的积分和微分作用都具有饱和特性，其传递函数为：TN23实际PID调节器的阶跃响应微分作用的效果主要出现在阶跃信号输入的瞬间，积分作用的效果随时间而增加的.TN24理想PID调节器的频率特性TN25实际PID调节器的频率特性TN26模拟电动仪表DDZ-Ⅲ型调节器TN27模拟电动仪表盘面背面TN28模拟电动仪表TN29气动调节器(PneumaticController)TN30DDZ－IIIControllerTN31DDZ-Ⅲ型调节器的接线图711223344556610891112输出4-20mA变送器I变送器II输出4-20mA输出1-5v输出1-5v电源24vDC-+++++++------TN32DDZ-Ⅲ输入电路（1）将测量信号与给定信号相减，得到并放大偏差信号。2(Vi-Vs)（2）实现电平移动。（＋10V）（3）确定输出正反作用TN33DDZ-III调节运算电路TN34DDZ-III调节运算电路TN35DDZ-Ⅲ输出电路平移，功放，V/ITN36DDZ-Ⅲ手动操作电路软/硬手动两种操作方式，PI电路上附加手操电路来实现对输出值的手动控制TN37DDZ-Ⅲ指示电路电流表头：Vi,Vs,IoTN38DDZ-Ⅲ调节器的切换特性TN39DDZ-Ⅲ调节器的平衡操作TN40PID调节器的调节过程TN41PID调节器的调节过程TN42第2章调节器练习：通过整定调节后，下列哪些调节系统可能会消除稳态误差？AP调节系统，BPI调节系统CPD调节系统，DPID调节系统答：BDTN43第2章调节器练习：下列曲线中哪一个是PI调节器的阶跃响应？答：bTN44第2章调节器练习：某流量自动控制系统，用纯比例控制器进行控制。图示为采用不同比例度时系统的过渡过程（其中曲线b、c为比较满意的控制结果）。试判断四条过渡过程曲线中哪一条对应的比例度最大？A曲线aB曲线bC曲线cD曲线dTN45第2章调节器练习：某流量自动控制系统，用纯比例控制器进行控制。图示为采用不同比例度时系统的过渡过程（其中曲线b、c为比较满意的控制结果）。试判断四条过渡过程曲线中哪一条对应的比例度最大？A曲线aB曲线bC曲线cD曲线d答：DTN46第2章调节器练习：某台DDZ-Ⅲ型温度比例控制器,测温范围为200~1200℃。当温度给定值由800℃变化到850℃时,其输出由12mA变化到16mA。则该控制器的比例度δ是()。A40%B25%C20%D80%TN47第2章调节器练习：某台DDZ-Ⅲ型温度比例控制器,测温范围为200~1200℃。当温度给定值由800℃变化到850℃时,其输出由12mA变化到16mA。则该控制器的比例度δ是()。A40%B25%C20%D80%答：C题解：根据比例度的定义，代入相关数据，可得%20%10042012162001200800850%100minmaxminmaxpppxxe